Серпентиниты Полярного Урала, какие они есть Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

СЕРПЕНТИНИТЫ ПОЛЯРНОГО УРАЛА

КАКИЕ ОНИ ЕСТЬ

К. г.-м. н.

Н. И. Брянчанинова

Д. г.-м. н.

А. Б. Макеев

makeev@geo.komisc.ru

Ультрабазиты складчатых областей, и полярноуральские массивы в том числе, характеризуются значительным развитием вторичных минералов, которые в мелких массивах всегда, а в крупных — часто практически полностью замещают минералы первичных пород, поэтому понятия ультрабазиты и серпентиниты употребляются как синонимы. Степень серпентинизации полярноуральских массивов в целом составляет 50—60 %. Минеральный состав серпентинитов весьма разнообразен, хотя первичные породы (фот. 1), по которым они развиваются, отличаются исключительной простотой состава и содержат оливин, орто- и клинопироксены, хром-шпинелиды.

В группу собственно серпентинов, имеющих в структуре М£ в качестве октаэдрических катионов, объединены минералы с общей формулой MgзSІ2O5(OH)4 — лизардит, антигорит и хризотил. Катионы магния могут изоморфно замещаться катионами Ре3+, Ре2+, Мп2+, №2+, а кремний в тетраэдрах — катионами А13+ и Бе3+.

Согласно классификации А. С. Вар-лакова (1986) из минералов группы серпентина на Полярном Урале встречаются а- и Р-лизардит, антигорит, хризотил, повлен-хризотил (серпофит). Наиболее широко распространены а-лизардит и антигорит.

Петельчатый а-лизардит — самый распространенный вторичный минерал в хромитоносных ультрабазитах Урала. Название «петельчатый серпентин» точно отражает форму его выделений в шлифах и потому пользуется популярностью. Он развивается по оливину и энстатиту и слагает от 2 до 80 % породы. В гарцбургитах и лерцо-литах встречается бастит, т. е. псевдоморфозы серпентина по энстатиту, но основная масса а-лизардита развивается по оливину. Под микроскопом видно, что а-лизардит образует шнуровидные выделения, которые разбивают оливин на мелкие блоки, формируя характерную петельчатую или сет-

чатую структуру (фот. 2, 4). Очень часто наблюдается псевдоволокнистость а-лизардита, слагающего серпентино-вые петли.

Лизардитом часто сложен цемент хромовых руд (фот. 5). Плотные яблочно-зеленые серпентиниты даже считали поисковым признаком на хромовые руды. Розовый хлоритовый (кеммере-ритовый) цемент появляется в хромовых рудах (фот. 6), претерпевших метаморфические преобразования про-

грессивного этапа. Вообще так называемая «хлоритовая рубашка» вокруг зерен хромовой шпинели (фот. 3) в ультрабазитах Полярного Урала — явление весьма распространенное. Наблюдать типичные для хлорита паркетовидные сростки кристаллов (серые в скрещенных николях) среди породообразующих силикатов (фот. 7) удается в пе-рекристаллизованных породах зоны прогрессивного метаморфизма на Рай-изском массиве.

Райизский ультрабазитовый массив, вид с северной стороны

Сыумкеуский ультрабазитовый массив, вид со стороны озера Ингилор

Фот. 1. Неизмененный лерцолит. х 80, (+)

Условные обозначения минералов на фотографиях: Act— актинолит, Ant— анти-горит, Brc — брусит, Chl — хлорит, Cpx — диопсид, Ens — энстатит, Hzl — хризотил, Liz — лизардит, Mzt—магнезит, Mgt—магнетит, Olv — оливин, Tlc — тальк, Trm — тремолит, Spl — хромшпинелиды.

Фот. 2. Аподунитовыш серпентинит, николи параллельны (II) слева и скрещены

(+) справа. х 40

. - ■sarar* ■ \

Фот. 3. Зерно акцессорного хромита в хлоритовой рубашке X 35, (+)

Фот. 4. Серпентинизированный (а-лизардит) дунит. х 100, (+)

Фот. 5. Хромитовая руда с яблочно-зеленым серпентиновым цементом. Уменьш. 2

Фот. 6. Хромовая руда с кеммереритом. Уменьш. 2

Фот. 7. Паркетовидные сростки кристаллов хлорита в оливин-энстатитовой породе. х 40, (+)

© Все фотографии А. Б. Макеева и Н. И. Брянчаниновой.

АНТИГОРИТОВЫЕ ПОРОДЫ

Фот. 8. Тонкие пластинки антигорита в гигантозернистом дуните х 80, (II), (+)

Перистый антигорит. Войкарит. х 100, (+)

Сноповидные выделения антигорита. Войкарит. х 100, (+)

Фот. 13. Брусит-антигоритовый сланец. х 40, (+)

Фот. 14. Жильный антигорит. Рай-Из. Уменьш. 2

ХРИЗОТИЛОВЫЕ

СЕРПЕНТИНИТЫ

Фот. 15. Псевдоморфозы хризотила по оливину. Приполярный Урал, шлиф М. В. Фишмана. х 80, (II), (+)

Фот. 16. Хризотиловый серпентинит с Р-лизар-дитом. х 100, (+)

> '

Фот. 17. Хризотиловый серпентинит по гарцбургиту. х 100, (II), (+)

ПОРОДЫ ЗОНЫ ПРОГРЕССИВНОГО МЕТАМОРФИЗМА МАССИВА РАН-ИЗ

Фот. 18. Кристалл хлорита в тальке. х 90, (+) Фот. 19. Амфиболовые оливин-энстатитовые породы. х 30, (+)

Антигоритовая серпентинизация в ультраосновных массивах Урала распространена нешироко, но для целого ряда объектов, в том числе и для полярноуральских массивов, она весьма характерна.

В ультрабазитах Полярного Урала антигорит представлен тремя генерациями. Самая ранняя генерация образуется по оливину на этапе регрессивного метаморфизма и предшествует петельчатой серпентинизации. Содержание раннего антигорита в породах не превышает 1—5 %. Он наблюдается в шлифах пегматоидных дунитов в виде иголочек при отсутствии магнетита.

Массовое выделение антигорита связано с этапом локального (прогрессивного) метаморфизма и следует с некоторым перерывом за петельчатой серпентинизацией. Такой антигорит образуется по а-лизардитовым дунитам и перидотитам, ассоциируется с магнетитом и отличается в шлифах по перистым и гребенчатым агрегатам (фот. 9, 10). В условиях длительно протекающего процесса прогрева он хорошо раскристаллизовывает-ся и при структурных исследованиях дает характерную дифракто-грамму с большим количеством ярко выраженных рефлексов и четкую электронограмму. Пластинчатая форма кристаллов антигоритов хорошо выявляется под электронным микроскопом (фот. 22).

В краевых частях массивов встречаются антигоритовые породы, отличительной особенностью которых является развитие антигорита непосредственно по оливину, в отличие от войкари-тов, где антигорит замещает лизардито-

вый агрегат. Характерные для оливин-антигоритовых пород приконтактовых частей ультраосновных массивов сноповидный и пластинчатый антигорит показаны на фот. 8, 11 и 12. К этой группе антигоритовых пород относятся также антигорит-бруситовые сланцы, практически нацело сложенные агрегатом пластинчатого и перистого антигорита (фот. 13). В породах контактовых зон массивов вместе с антигоритом встречаются ферробрусит, гидродиопсид и магнетит. Как показали изотопные исследования, антигорит данных пород и войкаритов различается по содержанию

дейтерия. В зоне серпентинитового меланжа по краям массивов встречаются редкие мономинеральные жилы «голубого» антигорита (фот. 14).

Хризотил — самый нехарактерный серпентин для хромитоносных массивов. Псевдоморфозы хризотила по оливину (фот. 15), обычные для ультраба-зитов других типов, на Полярном Урале не встречаются. Ячеистая секториаль-

но-волокнистая структура, присущая хризотиловым серпентинитам, в ультрабазитах Полярного Урала выявляется крайне редко. Хризотиловые серпентиниты из зоны западного и северного контактов Райизского массива — пример этих мало распространенных в данном регионе серпентинитов (фот. 16, 17). Вместе с хризотилом в этой породе встречается Р-лизардит. Визуально ни под микроскопом, ни тем более макроскопически различить их в данном случае невозможно, но они легко поддаются приборной диагностике (на дери-ватографе).

В других породах (краевых частей ультраосновных массивов), где Р-лизардит встречается в ассоциации с а-лизардитом, его отличают по цепочкам магнетита в серпентиновых шнурах Р-лизар-дита, что не характерно для а-лизардита, образующего поперечно-волокнистые петельчатые агрегаты. Соответственно магнитная восприимчивость серпентинитов, сложенных Р-лизардитом, в десятки и сотни раз больше, чем у серпентинитов, состоящих из а-лизардита.

В процессе наиболее высокотемпературной перекристаллизации серпентинитов, которая, в частности, проявилась в осевой зоне Райизского массива, сформировались обезвоженные оливин-энстатитовые породы, получившие название сагван-диты, и тальк-тремолитовые породы, микрофотографии шлифов которых приведены под номером 18—21. Эту уникальную зону, не имеющую аналогов на Полярном Урале, называют зоной прогрессивного метаморфизма.

Фот. 22. Пластинчатые кристалллы антигорита. РЭМ

АРАСЛАНОВУ

Расиму

Синнятуловну

П ОЗДРАВЛЯЕМ

с награждением Почетными грамотами Российской академии наук и Профсоюза работников РАН

ЛАВРЕНКО

Нину

Семеновну

Желаем дальнейших успехов!